PLC原理结构及编程
PLC的基本组成和工作原理
⒊ OMRON中型PLC
• C200Hα(C200HX/C200HG/C200HE)系列
– 有11种型号的CPU模块 – 配置齐全的I/O模块和高功能模块 – 品种齐全的通信模块 – 可扩展2～3个机架，每个机架可插10个模块 – 可使用远程I/O单元，I/O可达640～1184点 – 指令系统丰富，具有较强的通信和网络功能
型号
CJ1H-CPU66H CJ1H-CPU65H CJ1G-CPU45H CJ1G-CPU44H CJ1G-CPU43H CJ1G-CPU42H CJ1G-CPU45 CJ1G-CPU44
最大 I/O 点数 2560
1280
960
1280
程序容 量
120K步 60K步 60K步 30K步 20K步 10K步 60K步 30K步
绪论EXIT
3.智能输入/输出模块 高速计数模块
• 用于脉冲或方波计数器、实时时钟、 脉冲发生器、编码器等输出信号的检 测和处理，及快速变化过程中的测量 或精确定位控制
绪论EXIT
运动控制模块
• 自带微处理器，用来控制物体的位置、 速度和加速度，可以控制直线运动或旋 转运动，也可以控制单轴或多轴运动
数据存 储器容
量 256K字 128K字 128K字
64K字
128K字 64K字
基本指令 内置端 处理速度 口
0.02µs
0.04µs
外设端 口和RS232C端 口
0.08µs
可选 件
存储 卡
绪论EXIT
基本I/O模块
基本 I/O模块
直流输入模块 交流输入模块 继电器输出模块 晶体管输出模块 晶闸管输出模块
❖ 目前新推出的微型PLC有CP1E系列， 带扩展I/O单元时最大达180点
第二章 PLC的基本组成及工作原理
2.2 PLC的工作原理
继电器控制与 PLC控制的比较：
➢为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异， 考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小 于100ms。这样在对于I/O响应要求不高的场合， PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别 了。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
（1）输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生 的信号，转换成数字信号送入主机。
内内1
内
内
.
内
输入n
内
COM
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块
（2）输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以 驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电 器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。
并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。 （ 2 ）检查、校验用户程序。 （ 3 ）接收现场数据。 （ 4 ）执行用户程序。 （ 5 ）故障诊断。
注意：PLC通常以字而不是以字节为单位存储和处理数 据。
描述PLC性能的几个术语
位：二进制的一位，仅有1、0 数字：4位二进制数构成一个数字 字节：2个数字或8位二进制数构成一个字节 字：两个字节构成一个字。
• 继电器输出特点：低速大功率， 用于用于直流、交流负载（隔离、功率放大）。
• 晶体管集电极输出特点：高速小功率， 用于直流负载。
• 双向可控硅（晶闸管的一种）输出特点：高速大功率， 用于交流负载。
2.1 PLC的基本组成
3)输入/输出模块-继电器输出
继电器输出
PLC
内
内
部
部
电
电J
PLC的基本原理及工作方式
PLC的基本原理及工作方式PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于控制机器和自动化系统的计算机设备。
它以电子方式模拟和控制物理过程，广泛应用于工业生产、自动化系统和机械设备的控制。
本文将介绍PLC的基本原理和工作方式。
一、PLC的基本原理PLC的核心原理是基于逻辑控制。
它使用硬件电路和软件编程相结合的方式，实现对设备和过程的控制。
PLC的基本原理包括输入、输出和处理。
1. 输入(Input)：PLC接收来自传感器、按钮和其他设备的输入信号。
这些输入信号可以是开关状态、传感器检测到的物理量或其他控制信号。
2. 输出(Output)：PLC根据输入信号的分析和处理，通过输出接口控制执行器、马达、阀门等设备的工作状态。
输出信号可以包括开关信号、驱动电压等。
3. 处理(Processing)：PLC中有一个中央处理器(CPU)，负责执行编程逻辑。
它将输入信号和存储在其内部存储器中的程序进行比较、计算和逻辑运算，从而确定正确的输出信号。
其中，PLC的内部存储器由程序和数据两部分组成。
程序存储器存储PLC的控制程序，用于处理输入信号并输出相应信号。
数据存储器用于存储各类变量、计数器和定时器等数据。
二、PLC的工作方式PLC的工作方式可以分为扫描周期和周期内的逻辑运算。
1. 扫描周期(Scan Cycle)：PLC以固定的扫描周期工作，通常为几毫秒至几十毫秒不等。
扫描周期是指PLC运行一次完整的输入-处理-输出过程所需要的时间。
在一个扫描周期内，PLC对输入信号进行采集，对采集到的信号进行处理，然后确定相应的输出信号。
2. 周期内的逻辑运算：在一个扫描周期内，PLC执行编程逻辑，对输入信号进行处理和判断，并根据程序设定的条件和逻辑进行计算。
根据计算结果，PLC确定输出信号的状态。
如果程序中有循环、计数器或定时器，PLC会根据这些设定进行相应的操作。
PLC的工作方式可分为三个步骤：输入采样、逻辑处理和输出响应。
在输入采样阶段，PLC读取输入信号的状态，并将其存储在内部存储器中。
plc编程与原理
plc编程与原理
PLC编程是指通过编写指令和程序来控制可编程逻辑控制器（PLC）的工作。
PLC是一种专用的数字计算机，可以用于自
动化控制系统中的逻辑和顺序控制。
PLC编程可以实现对机械、电气、液压、气动等各种系统和设备的控制和监控。
PLC编程的基本原理是将控制逻辑翻译为一系列的指令，然
后通过程序运行来实现控制和监测。
PLC的编程语言通常有
梯形图（ladder diagram）、指令列表（instruction list）、功能
块图（function block diagram）和结构化文本（structured text）等。
在PLC编程中，需要先进行I/O配置，即将输入和输出设备
连接到PLC的输入端口和输出端口上。
然后，根据系统要求
和控制逻辑，编写相应的程序，包括输入检测、输出操作、逻辑运算、计时器和计数器等控制指令。
通过PLC编程，可以实现诸如自动化生产线、机器人控制、
家庭智能化、楼宇自动化等各种应用。
PLC具有可编程性和
可扩展性的优点，能够根据实际需求进行灵活的编程和配置。
总之，PLC编程是通过编写指令和程序来控制PLC工作的过程，它是自动化控制系统中重要的一部分，具有广泛的应用领域和重要的意义。
plc知识点整理
plc知识点整理PLC知识点整理PLC，即可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是一种用于工业自动化控制的数字计算机。
它采用可编程存储器和执行逻辑指令的微处理器，用于控制各种类型的电气设备和机械设备。
本文将对PLC的相关知识点进行整理。
一、PLC的基本构成1. CPU：中央处理器，负责程序运行、数据处理等功能。
2. 存储器：分为内存和外存，内存主要用于存储程序、数据等信息，外存主要用于备份程序及数据。
3. 输入模块：将传感器信号转换为数字信号输入到CPU中。
4. 输出模块：将CPU输出的数字信号转换为电信号控制执行机构。
5. 通讯模块：用于与其他设备进行通讯，如人机界面、上位机等。
6. 电源模块：提供电源给整个系统。
二、PLC的工作原理1. 输入信号经过输入模块转换为数字信号后送到CPU中进行处理；2. CPU按照程序要求进行逻辑运算，并将结果输出到输出模块；3. 输出模块将CPU输出的数字信号转换为电信号，并通过执行机构实现对被控对象的控制；4. 通过人机界面或上位机等设备进行监控和控制。
三、PLC的应用领域PLC广泛应用于各种自动化设备和生产线中，如：1. 机床自动化：数控机床、钻床、铣床、磨床等。
2. 工业生产线：汽车生产线、食品加工生产线、电子产品生产线等。
3. 智能楼宇：空调、照明、安防等。
4. 其他领域：交通信号控制系统、水处理系统等。
四、PLC的编程语言PLC的编程语言主要有以下几种：1. Ladder Diagram（梯形图）：类似于电路图，使用图形符号表示逻辑关系，易于理解和编写。
2. Function Block Diagram（功能块图）：将程序分解为多个功能块，每个功能块执行特定的操作，可重复使用。
3. Structured Text（结构化文本）：类似于高级编程语言，使用类似于C语言的结构化语法进行编写。
4. Sequential Function Chart（顺序功能图）：类似于状态转移图，用于描述程序执行过程中状态的转换关系。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。
它由CPU（中央处理器）、存储器、输入模块、输出模块和通信模块等组成。
PLC的工作原理是通过输入模块获取外部信号，经过CPU的处理后，再通过输出模块控制外部设备。
一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：是PLC的核心部件，负责控制整个系统的运行。
它接收输入信号，根据程序的逻辑进行处理，并输出控制信号。
2. 存储器：用于存储PLC的程序、数据和系统参数等信息。
存储器包括RAM （随机存储器）和ROM（只读存储器）两部分。
RAM用于存储程序和数据，ROM用于存储固化的系统程序。
3. 输入模块：用于接收外部信号，并将其转换为PLC可识别的信号。
输入模块可以接收各种类型的信号，如开关信号、传感器信号等。
4. 输出模块：用于控制外部设备，将PLC的输出信号转换为可用于驱动外部设备的信号。
输出模块可以控制各种类型的设备，如电机、执行器等。
5. 通信模块：用于PLC与其他设备或系统之间的通信。
通信模块可以实现PLC与计算机、上位机、其他PLC等设备之间的数据交换和通信。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以分为三个主要步骤：输入采集、逻辑处理和输出控制。
1. 输入采集：PLC的输入模块接收外部信号，并将其转换为PLC可识别的信号。
输入信号可以是开关信号、传感器信号等。
输入模块将采集到的信号传输给CPU进行处理。
2. 逻辑处理：CPU根据预先编写的程序进行逻辑处理。
程序包括了各种逻辑判断、计算和控制命令等。
CPU根据程序的逻辑对输入信号进行处理，并根据需要进行计算和判断。
3. 输出控制：CPU根据逻辑处理的结果，通过输出模块控制外部设备。
输出模块将CPU输出的信号转换为可用于驱动外部设备的信号，如控制电机的启停、控制执行器的开关等。
PLC的工作原理基于程序控制的思想，通过编写程序实现对工业过程的控制和自动化。
程序可以根据需要进行修改和调整，从而实现不同的控制功能。
PLC可编程控制器的结构和基本工作原理
PLC可编程控制器的结构和基本工作原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备，它的主要功能是根据预先编写的程序控制电气和机械设备的运行。
PLC的结构和基本工作原理是工业控制领域中非常重要的主题，在下面将进行详细介绍。
PLC的结构主要由以下几个部分组成：1.中央处理器（CPU）：CPU是PLC的核心部分，它负责执行用户编写的程序指令。
CPU通常由一个或多个微处理器组成，具有处理器，存储器和输入/输出接口等功能。
它通过主要的总线与其他硬件模块进行通信。
2.内存：PLC的内存分为两部分，一是存储用户程序的存储器，用于存储编写的程序指令和数据；二是存储系统参数和状态信息的存储器，用于存储PLC的配置参数和运行状态。
3.输入/输出模块（I/O模块）：输入模块用于接收传感器或其他设备的信号，将其转换为数字信号，然后传输给CPU。
输出模块用于接收CPU的输出信号，将其转换为相应的控制信号，然后传输给执行器或其他设备。
4. 通信接口：PLC通常具有各种通信接口，用于与其他设备进行数据交换，如人机界面（HMI）、上位机、网络等。
这些接口可以通过标准协议进行通信，如以太网、Modbus等。
PLC的基本工作原理如下：1.编程：首先，用户需要编写控制程序。
控制程序通常使用开发软件进行编写，使用一种或多种编程语言，如梯形图、指令表或结构化文本。
编程的目的是根据实际需求设计逻辑程序来控制设备的工作。
2.执行：编写好的程序存储在PLC的内存中。
当PLC开始运行时，CPU按照程序的顺序逐步执行指令。
CPU不断扫描输入模块的状态，根据输入状态和程序逻辑计算得出输出模块的状态。
然后，CPU将输出数据发送到相应的输出模块，控制执行器或其他设备的操作。
3.周期循环：PLC工作按照循环周期进行。
每个循环周期称为一个扫描周期，扫描周期由运行时间和停顿时间组成。
plc的工作原理和方式
plc的工作原理和方式
PLC（可编程逻辑控制器）是一种计算设备，主要用于工厂自动化系统中的控制任务。
其工作原理和方式如下：
1. 输入模块：PLC通过不同的输入模块接收来自传感器、按钮、开关等设备的信号。
这些信号可以是数字信号（如开关状态）或模拟信号（如温度、压力）。
2. 中央处理器：PLC的中央处理器负责处理输入信号，并根据预设的逻辑和程序进行计算和决策。
中央处理器通常是一个高性能的微处理器，能够实时响应输入信号并输出相应的控制信号。
3. 内存：PLC使用内存存储程序和数据。
程序存储器中存储着用户编写的控制逻辑程序，数据存储器用于存储输入信号的状态以及计算过程中的中间结果。
4. 输出模块：中央处理器根据计算结果将相应的控制信号发送到输出模块，通过输出模块控制执行设备如阀门、电机等的状态。
输出信号可以是数字信号（如控制开关状态）或模拟信号（如控制电机转速）。
5. 通信接口：PLC通常会配备通信接口，用于与其他设备如计算机、HMI（人机界面）、传感器等进行数据交换和远程监控。
通过通信接口，PLC可以实现与上位机的数据传输和远程控制。
PLC的工作方式基于用户编写的控制程序和逻辑。
用户在PLC中编写的程序会根据输入信号状态、内部逻辑和预设条件进行判断和运算，然后产生相应的控制输出信号。
这种方式使得PLC能够根据实时输入信号状态动态地改变输出信号，实现自动化的控制功能。
plc基本结构及原理
plc基本结构及原理plc基本结构及原理PLC的基本组成可分为两大部分:硬件系统和软件系统。
一、硬件系统：（一）CPU 运算和控制中心：起“心脏”作用。
1、当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，然后CPU根据系统所赋予的功能(系统程序存储器的解释编译程序)，把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。
2、输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU 将之存入工作数据存储器中或输入映像寄存器。
然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。
把结果存入输出映像寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。
3、组成: CPU由控制器、运算器和寄存器组成。
这些电路集成在一个芯片上。
CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。
（二）存储器具有记忆功能的半导体电路。
分为系统程序存储器和用户存储器。
1、系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。
由只读存储器、ROM组成。
厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。
2、用户存储器: 分为用户程序存储区和工作数据存储区。
由随机存取存储器(RAM)组成。
用户使用的。
断电内容消失。
常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为3~5 年。
（三）输入/输出(I/O )模块输入输出模块简称I/O模块，相当于人的眼睛、跺、鼻子手、脚是联系外部信息和大脑(CPU )的桥梁。
1、输入接口：光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。
发光二极管:在光电耦合器的输入端加上变化的电信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。
光电三极管:在光信号的照射下导通，导通程度与光信号的强弱有关。
在光电耦合器的线性工作区内，输出信号与输入信号有线性关系。
输入接口电路工作过程:当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。
当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。
向内部电路输入信号。
也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。
可编程序控制器(PLC)原理及应用
冗余和容错技术
提高系统可靠性和稳定性，确保 在故障发生时系统能够正常运行。
05
PLC系统设计与选型原则
系统设计流程和方法论
需求分析
明确系统控制需求，包括输入/输出信号类型、数量、通 信协议等。
软件编程
使用PLC编程软件编写控制程序，实现系统逻辑控制功 能。
ABCD
硬件设计
根据需求选择合适的PLC型号、I/O模块、通信模块等硬 件设备，并设计相应的电气连接图。
发展历程
从1960年代末期的初创阶段，到1970 年代中期的成熟阶段，再到1980年代 以后的发展阶段，PLC逐渐从逻辑控 制向数字控制发展，功能不断增强， 应用领域也不断扩展。
PLC基本组成与工作原理
基本组成
PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等部分组成。
工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式，即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执 行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
实例三
使用顺序功能图语言实现一个复杂的自动化生产线控制程 序，包括多个状态之间的转移条件、状态内的动作以及必 要的互锁和联锁功能。
03
PLC在工业自动化领域应用
顺序控制应用
逻辑控制
时间控制
PLC可以实现复杂的逻辑控制功能，如 与、或、非等逻辑运算，用于控制工业 设备的启动、停止、运行等状态。
PLC具有精确的时序控制能力，可以 根据时间设定来控制设备的运行时长、 延迟等。
可编程序控制器(plc)原 理及应用
目录
Contents
• PLC概述与基本原理 • PLC编程语言与指令系统 • PLC在工业自动化领域应用 • PLC通信与网络功能实现 • PLC系统设计与选型原则 • PLC安装调试与故障诊断技巧
第2章 PLC的结构和工作原理
绪论 EXIT
29
2.2 可编程控制器的工作原理
2.2.1 PLC的工作方式和工作过程
PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行
用户程序和任务的循环序列称为扫描。
CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并用
周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的 。
绪论 EXIT
30
扫描周期主要包括
绪论 EXIT
13
3、输入输出接口 输入输出接口是PLC与工业控制现场各类信号连接的 部分。 输入接口用来接受生产过程的各种参数（输入信号）。 输出接口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信 息（输出信号），并通过机外的执行机构完成工业现场的 各类控制。 为了适应可编程控制器在工业生产现场的工作，对 输入输出接口有二个主要的要求： ☆良好的抗干扰能力 ☆能满足工业现场各类信号的匹配要求
绪论 EXIT
32
l 输入采样阶段
PLC以扫描方式顺序读入输入端子的通断状态（ON/OFF），并 写入相应的输入状态寄存器中，即刷新输入，接着转入程序执行阶段。
l 程序执行阶段
PLC按先左后右，自上而下的顺序对每条指令进行扫描，并将相 应的运算和处理结果写入输出状态寄存器中。
l 输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后，输出状态寄存器的通断状态转写入输出 锁成器中，驱动相应的输出设备，产生PLC的实际输出。 经过这三个阶段，PLC完成一个扫描周期。
扫描周而复始地进行。
绪论 EXIT
34
PLC与微机、继电接触器工作方式比较：
PLC的工作方式：循环扫描（串行） 微机的工作方式：等待命令 继电接触器的工作方式：并行
PLC与微机、 继电接触器 的主要区别
绪论 EXIT
第2章 PLC的基本组成和工作原理
③交流输入电路
（1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。
输入端子 发光二极管 PLC
3.3k
In
内 内 内 470 内
1000PF
24V – + + – COM 发光二极管
直流电源
光电三极管
直流输入电路
外部开关
输入点
S
R1 T C M R2 → →
+5V
内 部 电 路
A
公共端 输入点的状 态显示
模拟量输出单元框图
（四）电源 1、电源一般为单相交流电源（AC100 240V， 50/60Hz），也有用直流24V供电的。 2、对电源的稳定性要求不是太高，允许在额定 电源电压值的±10% ~ 15%范围波动。 3、小型PLC，电源与CPU合为一体，中大型PLC， 用单独的电源模块。
PLC 的供电
（三）输入/输出接口单元 输入/输出单元：PLC与被控对象之间传送输入 输出信号的接口部件，输入/输出单元有良好的电隔 离和滤波功能。
输入接口电路
由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。
输出接口电路
由CPU输出电路和功率放大电路组成。
输入/输出模块： (一)开关量 I/O模块 1. 开关量输入模块 ① 直流输入； ② 交流/直流输入； ③ 交流输入。 2. 开关量输出模块 ① 继电器输出（交流/直流驱动）； ② 晶体管输出（直流驱动）； ③ 双向晶闸管输出（交流驱动）。 (二)模拟量 I/O模块 (三)其他功能I/O模块
用一些简洁易记的文字符号表达PLC的各种指 令。同一厂家的PLC产品，其助记符语言与梯 形图语言是相互对应的，可互相转换。
– 助记符语言常用于手持编程器中， 梯形图语言则多用于计算机编程环境 中。
plc可编程控制器的结构和基本工作原理
PLC可编程控制器的结构和基本工作原理PLC由于其自身的特点，在工业生产的各个领域得到了愈来愈广泛的应用。
而作为PLC的用户，要正确地应用PLC去完成各种不同的控制任务，首先应了解其组成结构和工作原理。
一、PLC的基本结构可编程序控制器实施控制，其实质就是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换与以物理实现。
输入输出变换、物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点，同时物理实现也是PLC与普通微机相区别之处，其需要考虑实际控制的需要，应能排除干扰信号适应于工业现场，输出应放大到工业控制的水平，能为实际控制系统方便使用，所以PLC采用了典型的计算机结构，主要是由微处理器（CPU）、存储器（RAM/ROM）、输入输出接口（I/O）电路、通信接口及电源组成。
PLC的基本结构如下图所示：1、中央处理单元(CPU) 中央处理单元 (CPU)是PLC的控制核心。
它按照PLC系统程序赋予的功能：a. 接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式采集现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象寄存区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算并将结果送入I/O映象寄存区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象寄存区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。
这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
2、存储器可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。
存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。
lc第12章-plc的结构工作原理
中断处理方式
当系统发生紧急事件时，触发中断，打断当前程序 执行并处理紧急事件。
PLC的效率与可靠性
1 高效运行
2 可靠性设计
PLC的并行处理能力和响 应速度确保系统高效运行。
采用冗余设计、自动备份 和错误恢复机制，提高系 统可靠性。
3 故障检测与诊断
PLC配备故障检测和诊断 功能，及时发现和解决问 题。
安全保护与故障排除
安全保护
故障排除
采取安全措施，如密码保护、用 户权限管理，确保系统安全运行。
通过故障排查和测试，定位和解 决系统故障。
备份和恢复
定期备份PLC程序和数据，避免 数据丢失。
PLC在自动化生产中的应用
PLC在自动化生产中发挥着重要作用，可以实现生产线控制、设备监控和数据采集等功能。
lc第12章-plc的结构工作 原理
本章将介绍PLC的定义、作用以及其发展历程。我们将深入讨论PLC的结构 组成，包括CPU、I/O模块、通信模块和电源模块。此外，我们还将了解不同 类型的编设备，PLC的输入输出信号以及信号传输方式的特点。
主控单元：PLC的核心
CPU的功能
负责执行用户编写的程序，控制和决策逻辑运算。
I/O模块
负责与外部设备通信，将输入信号传递给CPU 并接收CPU的输出信号。
通信模块
实现PLC与其他设备之间的数据传输，例如与上 位机的通信。
电源模块
为PLC提供稳定的电源供应，确保系统正常运行。
编程设备：创造自动化逻辑
编程软件
通过编写逻辑和操Βιβλιοθήκη 指令，创建 PLC控制程序。编程电脑
用于连接PLC，并将程序上传到 PLC中。
梯形图编程器
一种基于图形的编程方式，通过 绘制梯形图实现逻辑操作。
plc可编程逻辑控制器工作原理
plc可编程逻辑控制器工作原理一、PLC概述PLC（Programmable Logic Controller）是可编程逻辑控制器的缩写，是一种数字电子计算机，用于自动化控制工程中的机电设备。
PLC广泛应用于工业生产领域，包括制造业、冶金、石油化工、电力等领域。
二、PLC的组成部分1. CPU：中央处理器，是PLC的核心部件，负责控制程序运行和数据处理。
2. I/O模块：输入输出模块，负责与外部设备进行数据交换。
3. 存储器：存储程序和数据。
4. 通信接口：与其他设备进行通信。
三、PLC的工作原理1. 数据采集和处理PLC通过I/O模块采集外部设备的状态信号，并将其转换为数字信号。
CPU对这些数字信号进行处理，并根据程序指令生成输出信号。
2. 程序运行PLC程序由用户编写，在存储器中存储。
CPU按照程序指令依次执行，并根据输入信号生成输出信号。
3. 输入/输出过程当外部设备传输输入信号时，I/O模块将其转换为数字信号并传输给CPU。
CPU根据程序指令对这些数字信号进行处理，并生成相应的输出信号。
I/O模块将输出信号转换为适合外部设备的信号。
4. 通讯过程PLC通过通信接口与其他设备进行通信，可以实现数据交换和远程控制等功能。
四、PLC的优点1. 可编程性：PLC的程序可以根据需要进行编写和修改，具有很高的灵活性。
2. 可靠性：PLC具有很高的可靠性，能够长时间稳定运行。
3. 易维护：PLC模块化设计，易于维护和更换故障模块。
4. 适应性强：PLC可以适应不同的工业环境和需求。
五、PLC在工业控制中的应用1. 自动化生产线控制2. 机器人控制3. 温度、压力、流量等参数监测与控制4. 照明、电力等设备控制六、总结PLC是一种数字电子计算机，广泛应用于工业自动化领域。
其核心部件是CPU，通过输入输出模块采集和处理外部设备的数据，并根据程序指令生成相应的输出信号。
PLC具有可编程性、可靠性和易维护等优点，在工业生产中发挥着重要作用。
PLC组成及工作原理
PLC组成及工作原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
它由中央处理器、输入输出模块、存储器和通信模块等组成，通过编程控制各种工业设备的运行。
一、PLC的组成1. 中央处理器（CPU）：PLC的核心部件，负责控制和执行程序。
CPU通常由控制逻辑处理器和存储器组成，可以执行逻辑运算、算术运算和数据传输等操作。
2. 输入模块：用于将外部信号转换为数字信号，供CPU处理。
常见的输入模块包括开关量输入模块、模拟量输入模块等。
3. 输出模块：用于将CPU处理后的数字信号转换为控制信号，控制外部设备的运行。
常见的输出模块包括继电器输出模块、模拟量输出模块等。
4. 存储器：用于存储程序、数据和中间结果。
存储器通常分为RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）两种类型。
5. 通信模块：用于PLC与其他设备之间的数据传输和通信。
通信模块可以实现PLC与上位机、其他PLC或外部设备的联网控制。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 输入信号采集：PLC通过输入模块采集外部设备的信号，如传感器信号、按钮信号等。
输入模块将这些信号转换为数字信号，供CPU处理。
2. 程序执行：CPU根据预先编写的程序进行逻辑运算、算术运算和数据传输等操作。
程序可以通过编程软件进行编写，常用的编程语言有ladder图、指令表、SFC图等。
3. 输出信号生成：CPU根据程序的执行结果，将处理后的数字信号转换为控制信号。
输出模块接收这些信号，并将其转换为外部设备可以识别的信号，如继电器信号、模拟量信号等。
4. 控制外部设备：输出信号经过输出模块后，通过继电器、电磁阀、电机等外部设备进行控制。
PLC可以实现对各种工业设备的自动化控制，如生产线的启停控制、温度的调节控制等。
5. 监控与反馈：PLC可以监控外部设备的运行状态，并通过输入模块采集反馈信号。
PLC的工作原理及内部结构
PLC I/O处理示意图
第二节 PLC的内部结构
• PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入 输出（I/O）部件和电源部件
模块式PLC结构示意图
电源单元
CPU单元
编程器
扩展存储器
系统总线 输入单元
输出单元
特殊I/O单元
通信单元
现场设备
PLC PC机 终端设备
晶闸管输出：输出接口由晶闸管构成。 适合于大功率、高速、交流负载
继电器输出接口电路
负载电源由外部提供
(图) 继电器输出型接口电路
开关量输出接线方式
PLC编程器及作用
PLC分类
– PLC的分类 • 按I/O点数分 – 小型PLC：入出总点数256 – 中型PLC：入出总点数256~2048 – 大型PLC：入出总点数>2048 • 按结构类型分 – 整体式 – 模块式（积木式） • 按功能分 – 低档机 – 中档机 – 高档机
数字输入单元
图中，R1为限流电阻，R2和C1构成滤波器，用以除去输入 信号中的高频干扰。V1为光电耦合器，由发光二极管和光敏三 极管组成，它将输入电路与内部电路(控制电路)隔离，提高输 入单元的抗干扰能力。
IN0
IN15
R1
内部
24V
C1
R2
电路
V1
COM
输入指示灯LED
输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。
第一节 PLC的工作原理
• 可编程序控制器是在其硬件的支持下， 通过执行反映控制要求的程序来完成其 控制任务的。
• PLC采用循环扫描工作方式，CPU从第一 条指令开始执行程序，直到遇到结束符 后又返回第一条。如此周而复始不断循 环。
plc的编程框架进行简单叙述
plc的编程框架进行简单叙述PLC（Programmable Logic Controller）是可编程逻辑控制器的缩写，是一种广泛应用于工业自动化领域的控制器。
PLC的编程框架是指PLC程序的结构和流程，以及编程时所遵循的一些原则和规范。
在PLC编程中，一个好的框架能够提高程序的可读性、可维护性和可扩展性。
下面我将从以下几个方面对PLC的编程框架进行简单叙述。
一、程序的结构：PLC程序的结构可以分为主程序（Main Program）、子程序（Subprogram）和中断程序（Interrupt Program）。
主程序是PLC程序的入口，负责调用子程序和处理各种输入输出。
子程序是完成具体功能的代码块，可以被主程序调用多次。
中断程序是响应异常事件的代码块，当发生中断事件时，PLC会中断当前程序执行，转而执行中断程序。
二、程序的分层：为了提高程序的可读性和可维护性，PLC程序常常采用分层的方式进行编写。
一般来说，PLC程序可以分为硬件抽象层、控制层和应用层。
硬件抽象层主要是对硬件进行抽象封装，例如IO口的定义、电机的控制等。
控制层是程序的主体部分，负责逻辑控制和数据处理。
应用层则是对控制层的扩展，实现对特定应用场景的定制化功能。
三、程序的流程：在PLC编程中，程序的流程一般遵循如下的步骤：1.初始化：包括对各种变量的初始化、设备的初始化等。
2.输入处理：读取各种输入信号，包括传感器信号、开关信号等。
3.逻辑运算：进行逻辑运算、判断和决策，根据输入信号的状态进行相应的逻辑操作。
4.输出控制：根据逻辑运算的结果，控制输出信号的状态，包括控制执行器、驱动电机等。
5.数据处理：对所需的数据进行处理和计算，包括数据转换、加工等。
6.通信处理：进行与其他设备的通信，例如与上位机的通信、与其他PLC的通信等。
7.异常处理：处理异常情况，例如传感器故障、通信故障等。
8.状态更新：更新程序的状态，保存相关的数据，为下一次循环做准备。
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X2 Y1
X0
X1 Y0
Y1 Y0 Y0 Y1 ST OR AN / AN / OT ST OR AN / AN / OT ED X1 Y0 X0 Y1 Y1 X2 Y1 X0 Y0 Y0
X0
X2
Y1
X1 Y0 X2 Y1
X0
Y1 Y0
X0
Y0 Y1
编程中应注意的几个问题
1.用电路变换简化程序(减少指令的条数）
X1
COM
COM
Y0：KM
PLC外部接线图
例2：三相异步电动机的正反转控制
KHБайду номын сангаас
SB1 SBF KMR KMF
I/O分配：
STX0 SSF X1
SSR X2
KMF SBR
KMF
KMR
KMF Y0 KMR Y1
A BC
QS KMR
FU KMF
X0
X1 Y0
Y1 Y0 Y0 Y1
X0
KH M 3~ KMR
专用寄存器(FP1机：WR900~WR903)。常用的如下：
R900A : “>”标志 R900C: “>”标志 R9011: R9013: 常OFF继电器 仅在第一个扫秒周期ON，其他时候均为OFF R900B: “=”标志 R9010: 常ON继电器
R9014:
仅在第一个扫秒周期OFF，其他时候均为ON
§10.1 概述 §10.2 基本概念和编程语言简
介
§10.3 PLC指令及编程方法 §10.4 应用举例
§10.5 实验
§10.1 概述
10.1.1 什么是PLC ?
PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。
早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。 它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此， 被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC ) 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程 控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称 为可编程控制器（Programmable controller，略写 PC)。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用 PLC 这个略写。
SET、 RST（Reset）
逻辑关系
梯形图
助记符 ST AN OT X0 X1 Y0
与
AND
当 X0 与 X1 都 “ON” 时， X0 X1 则输出 Y0 “ON”。 Y0
或
OR
当 X0 或 X1 “ON” 时， 则输出 Y0 “ON”。
X0
Y0 X1
ST OR OT ST / OT
X0 X1 Y0 X0 Y0
非
NOT
当 X0
PC FP PROGRAMMER
键盘指令：可从键盘上 直接键入的指令
ST AN OR OT XWX YWY RWR LWL
FN/P FL
扩展功能指令：用F键加功 能号方可键入的指令。
NOT STK TM CT (BIN) DT/Ld IX/IY TSV CEV K/H
C 8 4 0
(HELP)
以I/O区为例：寄存器是一个16位二进制单元，16 位中的每一位是一个接点，对应外部的一个输入/ 输出端子。
F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
寄存器
输入寄存器 WXm
输出寄存器 WYm
m ：十进制数，寄存器编号 n：16进制数(0~F),寄存器的第n位
输入端子 Xmn
输出端子 Ymn
X1
X2
X3 X5
X2 Y1
Y1
X3 X5 X4 Y2
X1
X1 X5 X4 Y2
(ED)
X3
(ED)
KP：（Keep）
置位信号：例X0
KP R0
ST ST KP
X0 X1 R0
复位信号：例X1
说明： （1）在置位信号接通的瞬间，R0置1。以后无论置位 信号状态如何，只要复位信号断开，R0的状态 均为1。 （2）在复位信号接通的瞬间，R0置0。 （3）在复位信号和置位信号同时接通时，复位优先。
X0 X1
Y0 Y0
X1
Y0
X0
Y0
(ED)
(ED)
编程中应注意的几个问题
2.逻辑关系应尽量清楚(避免左轻右重)
X2 X3 X4 Y0 X5 X6 X7 X8 X9 (ED) X2 X3 X4
Y0
X2 X5 X6 X7 X2 X5 X6 X8 X9 (ED)
编程中应注意的几个问题
3.避免出现无法编程的梯形图
§10.2 基本概念和编程语言简介
10. 2. 1 寄存器和接点的概念
PLC的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区： I/O区：可直接与外部输入、输出端子传递信息 内部辅助寄存器区：存放中间变量 数据区：存放中间结果 专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令 用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器 和/或接点的方式进行。
数据变换指令
转移控制指令
特殊控制指令
10. 3. 2、基本指令
ST：（Start）
从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时， 输入的第一条指令。 ST：以常开接点开始 ST/：以常闭接点开始
OT：（Output）
表示输出一个变量。
ED：（End）表示程序无条件结束。 CNED：（Condition end）程序有条件结束。 NOP：（No-operation) 空操作指令。
执行指令
刷新 刷新
一个扫描周期
10.1.4 主要技术性能
1. 输入/输出点数 ( I/O点数 )。 2. 扫描速度。 单位： ms /1000步 或 s /步
3. 内存容量。
4. 指令条数。
5. 内部寄存器数目。
6. 高功能模块。
10.1.5
优点
1. 抗干扰、可靠性高。 2. 模块化组合式结构，使用灵活方便。
X1 Y1
X2 R30
PSHS (Push Stack) ： 将结果存入堆栈
POPS (Pop Stack)：从堆栈读数并清空堆栈
DF, DF/：微分指令
X0
(DF)
X1 (DF/)
R30
R31
功能解释
ST DF OT ST DF/ OT
X0
R30 X1
R31
X0接通瞬间（上升沿），R30接点接通一个扫描周期。
PLC基本结构和原理概述
• 教学目的：让学生了解PLC的基本结构和组成， 了解其基本工作方式；了解PLC的主要性能指 标和参数，学会按实际控制要求选用适当的 PLC。 • 教学安排： (1)旧课复习（5分钟） (2)新课讲解（80分钟） (3)新课小结（5分钟） • 作业：课本习题
第十章 可编程序控制器
常用
流程图语言
布尔代数语言 助记符语言：类似于微机中的汇编语言。
梯形图语言：沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。
二. 梯形图的规则：
（1）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线。
梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。 （2）梯形图中的接点（对应触头）有两种： 常开（ （3）输出用 [ ） 和 常闭（ ）
10. 3. 1、指令的分类 一. 按编程器输入指令的方式分类
键盘指令、非键盘指令、高级指令
PLC的基本指令语法
• 教学目的：让学生熟悉PLC的各种基本指 令语法，能够识别各种语法错误，学生 能自己编写功能单一的小程序。 • 教学安排： (1)旧课复习（5分钟） (2)新课讲解（80分钟） (3)新课小结（5分钟） • 作业：课本习题
中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。
小型机：
PC FP1-C16
中、大型机：
POWER CPU
10.1.3 工作方式
微机：等待命令。 这种工作方式 有什么好处？
PLC：循环扫描。
CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又 返回第一条，不断循环。 答：对慢速响应系统，
I/O刷新
O I
增强了抗干扰能力。
梯形图
X0 X1 X2 X3 Y0
助记符
ST OR ST OR ANS OT X0 X1 X2 X3
区块与
AND STACK
当 “X0 或 X1”与“X2 或X3” 都 “ON” 时， 则输出 Y0 “ON”。
Y0
区块或
OR STACK
X0
X2
X1
X3 Y0
当 “X0 与 X1”或“X2 与 X3非” “ON” 时，则输
3. 编程简单，便于普及。
4. 可进行在线修改。
5. 网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。
6. 与传统的控制方式比较，线路简单。
10. 1. 6 应用
1. 用于开关逻辑控制。 2. 用于机加工数字控制。 3. 用于闭环过程控制。
4 用于组成多级控制系统。
PLC的基本概念和编程语言
• 教学目的：让学生掌握PLC的基本硬件组成， 内部各寄存器的作用，介绍PLC的梯形图和语 句表的编程方式，要求学生自己能够编写功能 框图。 • 教学安排： (1)旧课复习（5分钟） (2)新课讲解（80分钟） (3)新课小结（5分钟） • 作业：课本习题
] 表示， 如 --[ R0]、--[Y0] 。一个
输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。 （4）梯形图中，接点可串可并，但输出只能并不能串。 （5）程序结束时有结束符 ---（ED）。
§10.3 PLC指令及编程方法
各个厂家生产的 PLC 产品的指令系统大同小异。编 程方法也类似。
以下介绍以松下电工的PLC产品为例。
例：若X3 为“ON”，则 WX0 的第三位为 “1”